Hochwasserschutz-Dämme
Grundlagen – Begriffe
Hochwasserschutzdämme sind künstliche Bodenaufschüttungen an Fließgewässern. In Bayern wird der Begriff „Deich“ statt „Damm“ verwendet. Zur besseren Lesbarkeit wird in der folgenden Ausarbeitung der Begriff „Damm“ verwendet! Hochwasserdämme sind nur bei Hochwasser eingestaut. Im Unterschied dazu sind Staudämme dauerhaft eingestaut. Die Broschüre beschäftigt sich nur mit zeitweilig eingestauten Hochwasserdämmen (Längsdämme und Abschlussdämme).
Zur Beschreibung der Einzelteile und Geometrien eines Hochwasserschutzdamms werden die in Abbildung angezeigten Begriffe verwendet.
Dammaufbau
Dämme bestehen aus einem Schütt- oder Stützkörper und in den meisten Fällen einem Dichtelement. Die Geometrie eines Damms wird vor allem durch die Höhe, die wasser- und luftseitige Böschungsneigung und die Kronenbreite bestimmt. Die Dammgeometrie bestimmt wesentlich die Standsicherheit. Dämme sind umso stabiler, je flacher die Böschungsneigungen und je breiter die Dammkrone ist.
Die Art der Dichtung ist bei Anlagen mit Wassereinstau ebenfalls wesentlich um längerfristig die Standsicherheit zu gewährleisten und somit ein Versagen zu verhindern. Je nach Art der Abdichtung werden folgende Arten von Dämmen unterschieden:
- Homogendämme bestehen aus einem weitgehend einheitlichen Material ohne Dichtelement. Im Hochwasserfall bildet sich je nach Dammmaterial und Einstaudauer eine Sickerlinie aus. Um zu verhindern, dass Sickerwasser an der Luftseite über der Geländeoberkante austreten kann, sollte die Sickerlinie mittels Drainagekörper im Bereich des luftseitigen Dammfußes abgesenkt werden.
- Zonendämme sind aus unterschiedlichen Materialien aufgebaut und bestehen in der Regel aus einem Stützkörper, einem Dichtelement und einer wasserdurchlässigen Drainageschicht. Bei diesen Dämmen wird die Durchströmung entweder ganz unterbunden oder verringert – dementsprechend wird zwischen einer vollkommenen und unvollkommenen Dichtung unterschieden. Diese Unterscheidung ist wichtig für die Beurteilung von Sickerwasseraustritten im Hochwasserfall.
Hydraulische Beanspruchung / Durchströmung von Dämmen
Bei Hochwasser dringt Wasser in den Damm und den darunter befindlichen Untergrund ein. Die obere Begrenzung des wassergesättigten Bereiches im Damm (die Grenze zwischen dem trockenen und durchfeuchteten Dammmaterial) wird als Sickerlinie bezeichnet. Die Lage der Sickerlinie wird einerseits durch den Dammaufbau (Lage und Art der Dichtung), aber auch durch verschiedene hydraulische Beanspruchungen beeinflusst und hat einen wesentlichen Einfluss auf die Standsicherheit.
- Anstieg des Wasserspiegels (Beim Anstieg des Wasserspiegels steigt auch die Sickerlinie im Damm an)
- Lang anhaltende Hochwasserwelle (Je länger ein Hochwasser mit einem hohen Wasserspiegel auf einen Damm einwirkt, desto höher steigt auch die Sickerlinie im Dammkörper an)
- Schnell sinkender Wasserspiegel (Bei einem schnellen Absinken des Hochwasserspiegels kann die Sickerlinie „Wasserstand im Damm“ langsamer absinken als der Flusswasserspiegel)
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Hochwasserwissen – Dammverteidigung
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Hochwasserschutzdämme sind künstliche Bodenaufschüttungen an Fließgewässern. In Bayern wird der Begriff „Deich“ statt „Damm“ verwendet.
Drainagen
Dämme können außerdem luftseitig über eine Drainage verfügen, die einen Sickerwasseraustritt gewährleistet. Wichtig ist: hier soll Wasser austreten! Im Vorfeld müssen daher Informationen über den Dammaufbau und das Vorhandensein von Drainagen eingeholt werden! Die Drainagen können sowohl bei Homogen-, als auch bei Zonendämmen vorkommen.
Die Entwässerung erfolgt entweder durch eine Dammfußdrainage, bei der am luftseitigen Dammfuß Sickerwasser ins Gelände austreten kann. Die Sickerlinie im Filterkörper wird dadurch entspannt. Dadurch wird die Ausspülung von Feinmaterial unterbunden und ein Böschungsbruch verhindert.
In manchen Fällen (bzw. wenn es die Grundwassersituation erfordert), kann eine Deckschichtentspannung erfolgen, indem im luftseitigen Vorland eine Schottersäule errichtet wird. Der Auftriebsdruck, der auf die Deckschicht wirkt, kann über diese Deckschichtentspannung abgebaut werden.
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Versagensmechanismen von Dämmen
Das Versagen eines Dammes ist von der Belastungsart und Größe, der Kombination und Dauer der Einwirkungen und der Beschaffenheit des Dammes abhängig. Daher ist es wichtig, vor dem Hochwasser Informationen über den Dammaufbau von Hochwasserschutzdämmen im eigenen Wirkungsbereich einzuholen.
Die häufigsten Versagensmechanismen von Dämmen sind der Geländebruch aufgrund von Durchströmung, der Erosionsbruch bei Überströmen des Damms bzw. der hydraulische Grundbruch bei Unterströmung. Letzterer entsteht, wenn der Wasserdruck im Untergrund zu hoch ist. Dadurch entstehen an der Luftseite Wasseraustritte mit unkontrolliertem Austrag von Bodenmaterial über Strömungsröhren und/oder das Gelände bricht auf (Hebung des gesamten Materials). Diese Phänomene können einige Meter von der Dammböschung entfernt sein.
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Versagensmechanismen “Erkennen”
Ab wann eine Dammwache eingesetzt wird, muss im Vorfeld definiert sein. Der Betreiber muss dazu in der Betriebsordnung festlegen, ab welchem Wasserspiegel welche Tätigkeiten durchzuführen sind. Die Einsatzleitung hat diese Tätigkeiten zu organisieren und ggf. weitere Schritte zu setzen. Die Aufgaben und das Verhalten der Dammwache ist im „Leitfaden Dammwache“ nachzulesen. Die Dammwache hat Unregelmäßigkeiten am Damm, Sickerwasseraustritte und Verformungen zu dokumentieren und zu melden.
Maßnahmen „HANDELN“
- Werden Abdichtungsmaßnahmen getroffen, so sind diese grundsätzlich nur wasserseitig vorzunehmen (Einsatz von Folien etc.).
- Keinesfalls an der Luftseite Abdichtungen vornehmen, da durch diese die Sickerlinie im Damm ansteigt und es zu einer Verringerung der Standsicherheit kommt. Maßnahmen an der Luftseite werden daher in der Regel wasserdurchlässig hergestellt! Geeignet sind Vliese und Sickerroste als Hilfsmittel, keine Folien!
- Es dürfen nur geeignete Geotextilien (z.B. Vliese) eingesetzt werden (siehe Kapitel 0 Vliese)! Bei falschem Einsatz könnten sich Feinteile aus dem Damm in den Vliesen festsetzen, und die Vliese wie Folien!
- Einschlägige Fachleute (Wasserbautechniker, Geotechniker etc.) zur Beurteilung des Dammzustandes und zur Festlegung der Maßnahmen hinzuziehen!
Maßnahmen:
- Stützen des Damms von der Landseite
- Stützung mit Kiesschüttung
- Stützung mit Sandsäcken
- Fangedamm (oder „Quellkade“) für punktuelle oder stärkere Wasseraustritte aus der luftseitigen Böschung
- Abdichten und Sichern von lokalen Wassereintrittstellen
- Errichtung eines Auflastfilters oder Ringdamms im Dammhinterland
- Errichtung eines Schlossdamms
- Schutz der wasserseitigen Böschung gegen Erosion
- Auffüllen von wasserseitigen Rutschungen
- Dammerhöhung
- Dammbruch
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Sandsäcke
Sandsäcke werden bei Überschwemmungen, z.B. durch Starkregen bis hin zu Hochwasser, zur Schadenseingrenzung, Abdichtung, Stabilisierung und Barriere eingesetzt. Wenn man selbst von einem möglichen Hochwasserereignis betroffen sein kann, ist eine Beobachtung der Wetterlage und eine entsprechende Vorbereitung wichtig, um größere Schäden vermeiden zu können.
Es gibt eine Vielzahl an Mitteln zur Dammverteidigung wie z. B. Sandsäcke, Big Bags, Schüttmaterialien, Vliese, Folien, Planen, Faschinen, Baustahlgitter etc.
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Sandsäcke werden bei Überschwemmungen, z.B. durch Starkregen bis hin zu Hochwasser, zur Schadenseingrenzung, Abdichtung, Stabilisierung und Barriere eingesetzt. Wenn man selbst von einem möglichen Hochwasserereignis betroffen sein kann, ist eine Beobachtung der Wetterlage und eine entsprechende Vorbereitung wichtig, um größere Schäden vermeiden zu können.
Es gibt eine Vielzahl an Mitteln zur Dammverteidigung wie z. B. Sandsäcke, Big Bags, Schüttmaterialien, Vliese, Folien, Planen, Faschinen, Baustahlgitter etc.
Beim Verlegen von Sandsäcken ist Folgendes zu beachten:
- Die unterste Schicht ist auf waagrechter Aufstandsfläche zu bauen.
- Sandsäcke nicht durch „Hinunterbücken“ verlegen, sondern von Hüfthöhe aus „fallen lassen“. Dadurch wird der Sand im Sandsack bestmöglich verteilt. Sandsäcke nicht über Distanz (also schräg) werfen.
- Auf jeden verlegten Sandsack ist zu treten, um den Verbund mit dem Nachbarsandsack zu gewährleisten.
- Der gefüllte offene Sandsack ist umzuschlagen und entgegen der Strömungsrichtung des Wassers zu verlegen.
- Diese Verlegeweise gilt auch für zugebundene Sandsäcke.
